一种指纹识别器件、方法和显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤指一种指纹识别器件、方法和显示装置。

背景技术：

近年来，随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活工作中，指纹技术凭借着其唯一身份特性，备受人们重视。

但是，当前显示终端的光学指纹识别多集成在非显示区域的触控板上(比如，home键上)，非显示区域的触控板的面积有限，且机械按键的存在会降低屏占比，增加生产成本。如果是在显示区域集成指纹识别功能，则需要一种新的指纹识别方案。

技术实现要素：

本申请提供了一种指纹识别器件、方法和显示装置，能够在显示屏的显示区域实现指纹识别功能并提升指纹识别的可靠性。

本发明实施例提供了一种指纹识别器件，包括：压力检测单元、发光单元、感光单元和指纹解析单元；

所述压力检测单元，用于检测手指按压显示屏的力度，根据所述力度的变化向发光单元发送第一控制信号；

所述发光单元，用于在所述第一控制信号的控制下发出强度随所述第一控制信号变化的光信号；

所述感光单元，用于接收手指反射的光信号，将所述光信号转变为电信号输出给指纹解析模块；

所述指纹解析单元，用于根据接收到的电信号解析出指纹信息。

本发明实施例还提供了一种指纹识别方法，包括：

压力检测单元检测手指按压显示屏的力度，根据所述力度的变化向发光单元发送第一控制信号；

发光单元在所述第一控制信号的控制下发出强度随所述第一控制信号变化的光信号；

感光单元接收手指反射的光信号，将所述光信号转变为电信号输出给指纹解析模块；

指纹解析单元根据接收到的电信号解析出指纹信息。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述指纹识别器件。

与相关技术相比，本发明实施例提供了一种指纹识别器件、方法和显示装置，能够在显示屏的显示区域实现指纹识别功能并提升指纹识别的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例1中的一种指纹识别器件示意图；

图2为本发明实施例1中的一种有机电致发光二极管器件的膜层结构示意图；

图3为本发明实施例1中的一种感光单元的示意图；

图4为本发明实施例1中的指纹识别器件各个膜层结构的示意图；

图5为本发明实施例1的指纹识别器件中压力检测单元和发光单元的电气连接示意图；

图6为图5所示电路在指纹识别过程中的等效电路图；

图7为本发明实施例3中的指纹识别方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供一种指纹识别器件，包括：压力检测单元10、发光单元20、感光单元30和指纹解析单元40；

所述压力检测单元10，用于检测手指按压显示屏的力度，根据所述力度的变化向发光单元发送第一控制信号；

所述发光单元20，用于在所述第一控制信号的控制下发出强度随所述第一控制信号变化的光信号；

所述感光单元30，用于接收手指反射的光信号，将所述光信号转变为电信号输出给指纹解析模块；

所述指纹解析单元40，用于根据接收到的电信号解析出指纹信息；

所述指纹识别器件，还可以包括下述特点：

在一种实施方式中，所述发光单元是有机电致发光二极管oled的有机发光层中的一个子像素单元；其中，一个像素单元包括三个子像素单元：r(红)子像素单元、g(绿)子像素单元和b(蓝)子像素单元；

其中，oled(organiclight-emittingdiode，有机电致发光二极管)器件由于其具有全固态结构、高亮度、全视角、响应速度快、可柔性显示等一系列优点，已成为极具竞争力和发展前景的下一代显示技术。如图2所示，oled基本膜层结构自下而上依次是：基板(10)、阳极(20)、空穴传输层(30)、有机发光层(40)、电子传输层(50)、阴极(60)。其中，基板一般是玻璃(glass)基底，阳极一般是铟锡氧化物(indiumtinoxide，简称ito)层，空穴传输层(holetransportlayer，简称htl)、有机发光层(emittingmateriallayer，简称eml)和电子传输层(electrontransportlayer，简称etl)位于阳极和阴极之间，通过在阳极与阴极之间施加一定的电压，形成电流来实现有机发光层的发光。其中，有机发光层中包括多个像素单元，每一个像素单元可以包括r(红)、g(绿)、b(蓝)三种子像素单元。

在一种实施方式中，所述感光单元是光敏二极管，比如，pin二极管；

如图3所示，基于光电传感器(photosensor)的指纹传感器结构中，每个光电传感器(301)可以通过一个开关器件(302)控制开启和闭合，其中，光电传感器可以是光敏二极管，比如pin二极管。开关器件可以是薄膜晶体管(thinfilmtransistor，简称tft)。由于手指指纹谷脊间的差异，光源照射到手指上会产生不同的反射，从而使到达光敏二极管处的光强出现变化，产生不同的光电流差异。在多个指纹传感器构成的阵列结构中，通过各个tft的控制，依次读取出各个光敏二极管器件的电流差异，即可实现对指纹谷脊的检测。

在一种实施方式中，所述感光单元设置在oled的上方；

在一种实施方式中，所述压力检测单元包括压敏电阻和运算放大器；

其中，如图4所示，所述oled的膜层结构自下而上依次是：阵列基板(10)、像素单元驱动电路(20)、阳极(30)、有机发光层(40)、阴极(50)、封装层(60)、感光单元(70)。其中，有机发光层中包括多个像素单元，每一个像素单元可以包括b子像素单元(401)、r子像素单元(402)、g子像素单元(403)。像素单元驱动电路(20)的输出信号开启时，像素子单元的阳极(30)接收到所述驱动信号，驱动所述像素子单元发光，像素单元驱动电路(20)的输出信号关闭时，像素子单元的阳极(30)接收不到驱动信号，所述像素子单元不发光。各个像素子单元的阴极是连通的。

如图4所示，所述发光层中还设置压敏电阻(404)，所述压敏电阻(404)的结构自上而下依次是：绝缘层(4041)、第一电极(4042)、压敏材料(4043)和第二电极(4044)。其中，所述压敏电阻的第二电极(4044)与至少一个子像素单元的阳极(30)连通，所述压敏电阻(404)的压敏材料(4043)设置在有机发光层中，且与子像素单元相邻，所述压敏电阻(404)的第一电极(4041)连接第一电压(vdd)。

在一种实施方式中，所述压敏电阻和运算放大器的连接方式可以采用图5所示的方式，其中，压敏电阻(202)的结构自上而下依次是：绝缘层(2021)、第一电极(2022)、压敏材料(2023)和第二电极(2024)。所述压敏电阻(202)的上层是阴极(30)，所述压敏电阻的第二电极(2024)与子像素单元(201)的阳极(10)相连通。其中所述子像素单元(201)可以是g子像素单元。所述压敏电阻(202)的第一电极2022连接第一电压(vdd)。运算放大器(40)的反相输入端连接所述子像素单元(201)的阳极，运算放大器(40)的同相输入端连接第二电压(vss)，运算放大器(40)的输出端连接所述像素子单元的阴极(30)；其中，第一电压(vdd)大于第二电压(vss)；所述阴极(30)接地。

在一种实施方式中，所述指纹识别器件还包括控制单元50：

所述控制单元50，用于在需要进行指纹识别时，关闭输出给所述像素子单元的阳极的驱动信号。

在图5所示的结构中，当像素单元驱动电路开启输出信号时，像素子单元正常发光。当像素单元驱动电路关闭输出信号时，压敏电阻和运算放大器的电气连接关系如图6所示。图6中，二极管代表oled的像素子单元，oled器件为电流型发光器件，通过oled像素子单元的电流等于流过压敏电阻的电流，i＝(vdd-vss)/r；其中，r代表压敏电阻的阻值，vdd是第一电压，vss是第二电压，第一电压(vdd)大于第二电压(vss)。压敏电阻接收到的按压力度越大，压敏电阻的阻值越小，流过压敏电阻的电流越大，也即，流过oled像素子单元的电流越大，发光强度越大。因此，oled的发光强度与手指的按压力度成正比。并且，通过感光单元感受到的光强的不同，可以判断手指的按压力度、按压速度，从而获取到用户的指纹按压使用习惯。可以将学习到的用户的指纹按压使用习惯作为指纹识别的辅助依据，从而增强指纹识别的可靠性。

实施例二

本发明实施例提供一种显示装置，包括上述指纹识别器件。

实施例三

如图4所示，本发明实施例提供一种指纹识别方法，包括：

步骤s110，压力检测单元检测手指按压显示屏的力度，根据所述力度的变化向发光单元发送第一控制信号；

步骤s120，发光单元在所述第一控制信号的控制下发出强度随所述第一控制信号变化的光信号；

步骤s130，感光单元接收手指反射的光信号，将所述光信号转变为电信号输出给指纹解析模块；

步骤s140，指纹解析单元根据接收到的电信号解析出指纹信息；

所述方法还可以包括下述特点：

在一种实施方式中，所述方法还包括：

指纹解析单元还收集指纹数据与按压力度和/或按压速度之间的关联关系，生成用户的指纹按压行为习惯数据；在进行指纹识别时，参考所述用户的指纹按压行为习惯数据进行指纹判决。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。